Автономный последовательный инвертор

 

Д .ТИФА:ФФ .а 1ЭЕЯЮГМЯ

ОПЙСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<о700904

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. саид-ву 535695 (22) Заявлено 050678 (23) 2625760/24-07 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет (зим. кд

Н 02 М 7/515

ГосударстьеиныЯ конитет

СССР по делан изобретеииЯ и открытиЯ

Опубликовано 30.11.79. Бюллетень N9 44

Дата опубликования описания 05.12.79 (53) УДК 621. 314 .572 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. ШипицЫн, В. С. Ухов, В. Н. Антонова, A. A. Новиков, A. А. Рухман, В. И. Лузгин и В. A. Самородов (71) ЗаяентЕЛЬ Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (54 ) АВТОНОМНИЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНИЙ MHBEPTOP

Изобретение относится к преобразовательной технике с применением полупроводниковых вентилей и предназначено для необратимого преобразования постоянного тока в переменный ток повышенной частоты и может быть использовано, например, для питания индукционной нагревательной установки.

По основному авт. св, 9 535695 известен автономный последовательный инвертор, предназначенный для необратимого преобразования постоянного тока в переменный ток повышенной частоты, используемый преимущественно для питания индукционных нагреватель ных установок. Известная схема инвертора содержит подключенный через дроссели фильтра ко входным выводам тиристорный мост с узлом коммутации, подключенную параллельную мосту последовательную цепь из нагрузки и двух разделительных (фильтровых) конденсаторов, а также двух диодов, каждый из которых включен между общей точкой нагрузки и разделительного конденсатора и между обкладкой другого разделительного конденсатора.

Узел коммутации состоит из коммутиI рующих конденсатора и дросселя, выполненного из двух частей, причем одна часть включена последовательно с мостом, а другая — в диагональ переменного тока моста последовательно с конденсатором. Тиристоры моста эашунтированы встречно-параллельными вентилями, что обеспечивает устойчивую работу инвертора при изменении сопротивления нагрузки от нуля до номинальной величины.

Применение диодов, шунтирующих нагрузку и каждый разделительный конденсатор, расширяет нагрузочный диа-, пазон инвертора и позволяет питать

15 нагрузку, сопротивление которой изменяется в сторону увеличения вплоть до бесконечности, причем выходное напряжение инвертора практически остается неизменным. В то же время, 20 при снижении сопротивления нагрузки до величины ниже номинальной наблюдается уменьшение выходного напряжения и мощности инвертора.

В этой схеме напряжение на нагрузке ограничивается и стабилизируется на уровне 0,5 от входного. Для ряда технологических целей требуется регулирование выходного напряжения и мощности инвертора по определенному

30 закону. Очевидно,-что в известной

700904

15

55 схеме при неизменном напряжении питания такое регулирование возможно лишь при изменении сопротивления нагрузки или частоты выходного напряжения„ что не всегда приемлемо.

С целью регулирования выходного напряжения и мощности при неизменной величине напряжения питания в предлагаемом инверторе между цел - нагрузки и точкой соединения диода с разделительным конденсатором включены встречно-параллельно соединенные тиристор и диод.

Схема инвертора приведена на чертеже, где 1-4 — тиристоры; 5-8 встречно-параллельные вентили; 9 коммутирукщий конденсатор; 10-11 коммутирующие дроссели; 12, 13 — разделительные (фильтровые) конденсаторы; 14 — активно-индуктивная нагрузка; 15 — компенсирующий конденсатор;

16, 17 — диоды, через которые осуществляется возврат избыточной реактивной энергии иэ контура коммутации инвестора помимо нагрузки в источник питания; 18, 19 — фильтровые дроссели; О = дойолнитель ныи тетрис ор; — дополнительный диод.

Работает инвертор следующим образом.

При отпирании, например, тиристоров 1 и 4 и тиристора 20 через элементы контура инвертора и нагрузку протекает высокочастотный импульс тока по цепи: 12, 1, 10, 9, 4, 11, 13, 14 и 15, 20, 12. После прекраще- ния импульса тока через упомянутые тиристоры протекает импульс тока через встречно-параллельные вентили

5 и 8 и дополнительный диод 21 по цепи: 9, 10, 5 13 11, 8, 9 (происходит частичный разряд конденсатора 9). Этот ток протекает через нагрузку 14 и конденсатор 15 в обратную сторону. Затем отпираются очередные тиристоры 2 и 3 и дополнительный тиристор 20. Очередной прямой импульс тока протекает по цепи:

12, 2, 9, 10, 3, 11, 13, 14 и 15, 20, 12. Затем после прекращения импульса тока через упомянутые тиристоры через вентили 7 и 6 и дополнительный диод 21 снова протекает через нагрузку 14 и конденсатор 15 обратный импульс тока по цепи: 9, 6, 12, 21, 14 и 15, 13, 11, 7, 10, 9. Затем процесс повторяется аналогично выше описанному.

Если сопротивление нагрузки выше номинального, то импульсы высокочастотного тока протекают помимо нагрузки через диоды 16 и 17, как только напряжение на нагрузке станет больше, чем напряжение на каждом иэ конденсаторов 12 и 13. При этом напряжение на нагрузке ограничивается на уровне на пряже ни я на конденсаторах 12 и

13, т. е. на уровне 0,5 от входного напряжения инвертора.

При регулировании выходного напряжения инвертора отпирание дополнительного тиристора 20 происходит с некоторым запаздыванием после отпирания очередных тиристоров моста инвертора. При этом s первый момент после отпирания тиристоров, например, 1 и 4 моста инвертора ток протекает по

-цепи: 12 и 16, 1, 10, 9, 4, 11, 13 и

17, 12 и 16. Как только будет открыт дополнительный тиристор 20, так сразу же через нагрузку 14 и конденсатор 15 будет протекать прямой импульс

20 тока, выделяя в ней соответствующую мощность. Ток частичного разряда кОнденсатора 9, протекающий через встречно-параллельные вентили, например, 5 и 8, протекает через нагрузку так же, как это имеет место в других режимах работы инвертора.

Таким образом, при работе инвертора в режиме регулирования выходного напряжения и мощности до момента открытия дополнительного тиристора 20 ток контура коммутации инвертора замыкается через диоды 16 и 17, а после отпирания тиристора 20 — через нагрузку.

Благодаря регулированию выходного, напряжения и мощности расширяется область воеможного применения инверто-, ра для других целей. Как известно область применения регулируемых инверторов, способных питать резко переменную нагрузку, значитесь но шире, чем нерегулируемых. Можно ожидать экономический эффект от применения предлагаемого устройства, определяемый прежде всего видом технологического процесса, а также экономией от расширения области применения предлага емого устройства.

Формула изобретения

Автономный последовательный инвертор по авт. св. 9 535695, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью регулирования выходного напряжения и мощности при неизменной частоте, между цепью нагрузки и точкой соединения диода с разделительным конденсатором включены встречно-параллельно соединенные дополнительные тиристор и диод.

700904

Составитель И. Жеребина

Редактор В. Левятов Техред Э мужик — — Корректор Я. Горват

Заказ 7392/39 Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4